CC BY
149
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 4 (30) 2014. с. 55-62.
УДК:502
ИНТЕГРАЦИЯ ИННОВАЦИОННЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕСС ВЫСШЕГО РОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ АСТРАХАНСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО
местрождения
Инна Владимировна Быстрова, доцент, к.г.-м.н., Валентина Сергеевна Мерчева, доцент, к.т.н., ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
образовательное общество, воспроизводство общественного интеллекта, высшее профессиональное образование, научно-технический прогресс, нефтегазовая геология, инновации, гидрогеохимические технологии, профессиональные качества
Стремительное развитие научно-технического прогресса во второй половине ХХ века привело к моральному отставанию уже имеющихся знаний в нефтегазовой геологии в сфере образования высшей школы и как следствие уровня профессионализма специалистов. Это привело к острой необходимости владения, как фундаментальными законами смежных дисциплин, так и инновационными технологиями. При этом обязательным условием становится знание иностранных языков и навыков использования компьютерных технологий. Активизация научно-мыслительного процесса привела к необходимости использования мультидисциплинарного подхода к решению поставленных задач. В результате научно-технического прогресса знания, умения и способности человека становятся непосредственной производственной силой. Человеку отводится роль творческой личности при наличии высокотехнологичного оборудования, а культурно-историческим результатом производства знаний становятся новые духовные, интеллектуальные и личностные качества. И задача процесса образования XXI века - не только развитие собственно образования как социального института, не только образование частного человека, решения его индивидуальных проблем выживания в «мире изменений», но и прогресс социальной эволюции Человечества на длительную перспективу.
THE INTEGRATION OF INNOVATIVE OIL AND GAS TECHNOLOGIES IN THE PROCESS OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION FOR EXAMPLE THE OPERATION OF THE ASTRAKHAN GAS CONDENSATE MINES
Inna Vladimirovna Bystrova, m.a. (geol.&miner. science) Valentina Sergeevna Mercheva, m.a. (technical science) [email protected]
Education Society, the reproduction of social intelligence, higher education, scientific and technological progress, gas geology, innovation, hydrogeochemical technology, professional quality
The rapid development of scientific and technical progress in the second half of the twentieth century led to the moral backwardness of existing knowledge in oil and gas geology, education high school and as a consequence the level of professionalism. This has led to the urgent need of ownership as the fundamental laws related disciplines, and innovative technologies. When this becomes a prerequisite knowledge of foreign languages and skills in the use of computer technology. Activation of scientific thought process has led to the need for a multidisciplinary approach to solving problems. As a result of scientific and technical progress of knowledge, skills and abilities of the person are the direct production force. Man plays the role of the creative person in the presence of high-tech equipment, and cultural-historical result of the production of new knowledge become spiritual, intellectual and personal qualities. In confirmation of the above, it follows that education in the XXI century - is not only a problem of development ofproper education as a social institution, it is not only the problem of the formation of a private person, his individual solutions to problems of survival in «the world changes», it is a problem ofprogressive social evolution of humanity in the long term.
Научно-технический прогресс, возрастающая потребность Человечества в различных видах минерального сырья и истощение запасов полезных ископаемых выдвигают в разряд
первоочередных проблем формирование высокопрофессиональных специалистов, способных использовать и внедрять инновационные нефтегазовые технологии. Следовательно, подготовку высокопрофессиональных специалистов, в том числе и геологов, в образовательном пространстве высшей школы нельзя понимать только как процесс «передачи» готовых знаний от учителя к ученику, а следует рассматривать как широкое «взаимодействие между обучающим и обучающимся, как способ осуществления педагогического процесса с целью развития личности посредством организации процесса эффективного усвоения обучающимся научных знаний и способов деятельности. Это процесс стимулирования и управления внешней и внутренней активностью обучающегося, в результате чего происходит накопление человеческого опыта.
При этом совокупность профессионально-обусловленных требований к личности определяется как профессиональная готовность к производственной деятельности. В ее составе правомерно выделить, с одной стороны, психологическую, психофизиологическую и физическую готовность, а с другой - научно-теоретическую и практическую компетентность, как основу профессионализма.
Сформированные таким образом компетенции геолога, в совершенстве овладевшего в процессе обучения основами теоретических и эмпирических знаний, способствуют успешному использованию своего личностного потенциала при решении производственных задач в нефтегазовой отрасли. А степень подготовки специалиста к производственной деятельности рассматривается, как показатель достижения цели высшего профессионального образования, отражающего инвариантные и идеализированные параметры личности в профессиональной готовности. Цель, принципы и задачи этапов профессионального развития личности можно представить в виде технологической карты, приведенной в таблице 1.
Таблица 1
Технологическая карта профессионального развития личности _(Путеева С.В., 2006г. с дополнениями автора)_
Этапы профессионального развития Основное содержание этапов
Цель Профессиональное развитие личности: актуализация профессионально-психологического потенциала, формирование метапрофессиональных качеств, прогнозирование профессионального роста.
Принципы - Приоритет самоценности и индивидуальности траектории профессионального становления. - Содержание профессионального образования, соответствующее инновационному характеру профессиональной деятельности. - Обеспечение профессиональной мобильности путем формирования метапрофессиональных качеств. - Удовлетворение потребности личности в профессиональном самоопределении, профессиональном самосовершенствовании и профессиональном саморазвитии. - Создание благоприятного психологического климата в процессе сотворчества всех субъектов профессионального развития. - Обеспечение самоконтроля и самокоррекции профессионального становления.
Задачи - Стимулирование и мотивирование профессионального роста, карьеры. - Повышение компетентности: социально-экономической, правовой, психологической, специальной (профессиональной). - Расширение сферы компетенции личности: развитие напористости, инициативности, ответственности, корпоративности, приверженности организации и предприятию. - Диагностика и коррекция профессионально-психологического профиля специалиста.
Специфика организации нефтегазовой отрасли предусматривает решение поставленных задач коллективом единомышленников, который возглавляет человек, наиболее подготовленный в научно-теоретическом и эмпирическом плане и обладающий определенными личностными качествами лидера. При этом оптимизация межличностного взаимодействия в коллективе занимает ведущую позицию. В связи с тем, что человек обладает целой ролевой системой, т.е. выполняет несколько социальных ролей, может возникать ролевая напряженность и даже ролевой конфликт. Задачей лидера в подобной ситуации является не только устранение конфликтной ситуации, но и заблаговременно предугадать возможность ее возникновения.
Гуманистическая, личностно-ориентированная направленность современного образования усиливает такие его характеристики, как гибкость и динамичность. Образование, как социальная система, превращается в дифференцированную и открытую для изменений сферу образовательных услуг.
Необходимо подчеркнуть: очень значительным является то, что не система образования со своими учреждениями навязывает человеку, ограничивая его свободу выбора, а человек сознательно выбирает индивидуальную образовательную траекторию в соответствии со своими образовательными потребностями и способностями. При этом взаимодействие человека с миром профессий определяет его биографию, придает его жизни личностный смысл, позволяет реализовать себя. Вектор этого взаимодействия определяет профессиональное развитие человека. Данное взаимодействие существует как во времени, так и в профессиональном образовательном пространстве путем преодоления социально профессиональных (внешних) и психологических (внутренних) барьеров развития деятельностного потенциала человека [6].
Признание образования в качестве общечеловеческой ценности сегодня ни у кого не вызывает сомнения. Это подтверждается конституционно закрепленным в большинстве стран правом человека на образование. Его реализация обеспечивается существующими в том или ином государстве системами образования, которые отличаются по принципам организации. В них находит отражение мировоззренческая обусловленность исходных концептуальных позиций государства [6]. Вводимый Федеральный Закон «Об образовании в Российской Федерации» учел все новые требования развития общества в области подготовки заведениями Высшей школы квалифицированных специалистов по всем направлениям обучения (273РФ). Главный принцип современного этапа подготовки специалистов, заложенный в основу высшего профессионального обучения, - это отведение количества времени, достаточного для освоения в совершенстве основ не только теоретических, но и эмпирических знаний [4].
Нефтегазовая отрасль не является исключением, а подразумевает более глубокое и подробное исследование опыта разработки многих месторождений углеводородов (УВ). Процесс изучения усложняется тем, что любое месторождение УВ, как правило, представляет собой многофакторную сложную, самоорганизующуюся единую газогидродинамическую, геолого-физическую, термобарическую, геохимическую и флюидальную систему, внутри которой в термодинамическом, гидрохимическом и фазовом равновесии находятся образующие ее подсистемы со всеми насыщающими их флюидами и растворенными в них компонентами.
Как следствие, построение рациональной и эффективной системы разработки месторождений УВ возможно только при наличии достоверных геолого-геофизических сведений о месторождении и окружающей его пластовой водонапорной системе, а также представлений о процессах, происходящих в газоносных пластах при освоении залежи контролируемой территории. Наличие подобного рода информации способствует более результативному внедрению инновационных технологий.
Актуальность интеграции инновационных гидрогеохимических технологий в процесс обучения специалистов-геологов нефтегазовой отрасли показана на примере Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ) и его геологогидрогеохимической характеристики.
Астраханский свод в тектоническом отношении расположен в пределах юго-западной части Прикаспийской впадины и приурочен к выступу докембрийского фундамента, что осложняет процессы, как эксплуатации скважин, так и контроля за разработкой месторождения. Общая площадь участка территории данного месторождения составляет 1360 км2, большей своей частью данное месторождение расположено в левобережье р. Волги и лишь небольшой по площади участок находится на правом берегу.
Характерной особенностью строения Астраханского ГКМ является крупномасштабное развитие соляного тектогенеза кунгурско-четвертичного возраста, сохранившего некую определенную геодинамическую активность до современного этапа развития.
Продуктивная толща представлена комплексом органогенных известняков с линзовидными глинистыми прослоями нижнебашкирского подъяруса, залегающими на глубинах 3700 - 4000 м. Эта залежь и является объектом эксплуатации. Тип залежи -пластово-массивная, водоплавающая [1].
Поскольку продуктивный пласт представляет собой неоднородный по площади и разрезу карбонатный массив, обводнение скважин и залежи в целом проявляется на отдельных участках и носит локальный, хаотичный характер. А зоны развития трещиноватости пород являются наиболее благоприятными условиями обводнения скважин подошвенными водами.
Астраханское ГКМ является уникальным и по объему разведанных запасов сырья, и компонентному составу добываемой пластовой смеси: значительное содержание газового конденсата (255^275 г/м3 газа сепарации), аномально высокие концентрации кислых компонентов (сероводорода - до 26%мольн., диоксида углерода - до 16%мольн.). Количество сероводорода в составе пластового газа изменяется по площади залежи и увеличивается до 33%мольн. к окраинным частям АГКМ. В составе пластового газа присутствуют также различные соединения серы, в том числе широкая группа меркаптанов (до 2,2^3г/м3), сероуглерод до 10мг/м3, значительное количество сероокиси углерода (до 1г/м3) и другие. Составляющими компонентами являются и благородные газы.
Добываемая пластовая смесь находится в однофазном газообразном состоянии и недонасыщена тяжелыми углеводородами. Давление начала конденсации составляет около 40^44 Мпа. Разработка АГКМ осложняется комплексом горно-геологических факторов: значительной глубиной залегания кровли продуктивного пласта (абсолютные отметки залегания продуктивных пород колеблются от 3845 до 4073м), его толщиной, которая составляет около 300 м, аномально высокими пластовым давлением (62 Мпа, коэффициент аномальности - 1,56) и температурой (110 С).
Современное состояние и тенденции развития ресурсной базы природных горючих ископаемых (нефть, природный газ, газовый конденсат) в мировом масштабе и в России характеризуются ростом доли разрабатываемых запасов, приходящихся на глубокозалегающие нефтегазоконденсатные залежи сложного состава с повышенным содержанием конденсата и химически агрессивных сероводорода, диоксида углерода. Это определяет долговременное стратегическое направление развития нефтегазовой отрасли.
Дальнейшие перспективы развития нефтегазовой отрасли этих районов связаны в основном с проведением геологических работ по разведке и разработке глубокозалегающих залежей, залежей нетрадиционных запасов, а в ближайшей перспективе - с разработкой месторождений на шельфе и в новых удалённых и труднодоступных районах.
Складывающаяся ситуация становится реальностью и требует внедрения новых гидрогеохимических технологий освоения залежей, сложнопостроенных с геологической точки зрения, с высокими пластовыми давлениями, температурами, сложным составом пластовых флюидов, содержащим сероводород и диоксид углерода, высоко агрессивных по отношению к материалу эксплуатационного оборудования и аномально токсичных в отношении обслуживающего персонала и объектов окружающей среды.
В связи с этим требуется получение достоверной и максимально полной информации о сложных пластовых нефтегазоконденсатных системах, их промыслово-геологических и геохимических характеристиках. Важнейшей задачей изучения систем является
прогнозирование их термодинамического поведения при разработке, особое значение при этом приобретают исследования гидрогеохимических показателей и газоконденсатной характеристики залежей, что становится одним из основных направлений информационного сопровождения разработки и эксплуатации таких залежей.
Имеющиеся в настоящее время программные комплексы на базе современных компьютерных технологий позволяют построение постоянно действующих геолого -технологических моделей разработки залежей с многокомпонентным составом добываемой смеси, что, несомненно, повышает эффективность разработки месторождений, но надежность этих моделей обеспечивается только при наличии полной и достоверной исходной информации. Для этих целей требуется подготовка надёжной информационной базы, в основу которой должны быть положены результаты комплексных фундаментальных термогидродинамических геохимических исследований газоконденсатных систем крупных нефтегазоконденсатных месторождений с высоким содержанием сероводорода, диоксида углерода и конденсата.
Наиболее значимыми направлениями гидрогеохимических исследований являются:
- Изучение газоконденсатной характеристики месторождения на основании компонентного состава и физико-химических показателей пластовых углеводородов [7].
Контроль эффективности ингибиторной защиты оборудования и технического состояния промысловых систем исходя из сведений о составе всех объектов исследования, предусмотренных проектом.
- Контроль обводнения продукции скважин методами гидрохимического анализа.
- Выявление причин и предупреждение негативных процессов солеобразования и солеотложения на поверхности технологического оборудования посредством изучения химического и компонентного состава проб отложений.
Одно из перечисленных выше направлений использования гидрохимических технологий реализуется следующими методами и решает определенный круг задач при обводнении скважин и залежи:
- фиксация начала поступления вод, по признакам появления в составе попутно извлекаемой воды иона калия и резкому увеличению минерализации;
контроль динамики обводнения скважин по признаку появления и объёму подошвенной воды в составе попутно извлекаемой;
- идентификация смеси вод и выделение типа обводнения продуктивной залежи скважин по признаку гидрогеохимических показателей и типизации попутно извлекаемых вод (конденсационные, подошвенные (пластовые), техногенные и смешанные);
- уточнение положения газоводяного контакта, определение водоопасных направлений, отслеживание степени очистки и осушки призабойных зон, контроль качества ремонтно-изоляционных работ - по гидрогеохимическим показателям попутно извлекаемой воды;
дифференциация извлекаемых объёмов газа и воды из отдельных горизонтов при их пакерной или совместной эксплуатации - по гидрогеохимическим показателям попутно извлекаемой воды;
- оценка величины конденсатной или нефтеоторочки перед фронтом внедряющейся пластовой воды, что в конечном итоге способствует повышению коэффициента компонентоотдачи - по обобщённым результатам геохимических показателей углеводородов и гидрогеохимическим показателям попутно извлекаемой с ними воды;
прогноз технологического режима эксплуатации скважин - выбор оптимальных режимов эксплуатации скважин при максимальном дебите УВ при минимальном объёме попутно извлекаемой воды;
- использование попутных вод в качестве нетрадиционного источника повышения компонентоотдачи [2].
Подытоживая вышесказанное необходимо отметить, что оптимизация режимов эксплуатации скважин с целью снижения доли воды при добыче углеводородов, повышения компонентоотдачи и обеспечения длительности маловодного периода функционирования залежи является одной из основных задач гидрогеохимической технологии [5].
Кроме приведенной выше характеристики добываемой на АГКМ пластовой смеси необходимо добавить сведения о содержании попутно извлекаемой воды с широким диапазоном рН (при замерах в лабораторных условиях от 5 до 9), минерализации (от следовых концентраций до 58 г/дм3 и более) в количествах от минимального, обусловленного термобарическими условиями добычи, до значительного, обусловленного индивидуальной ситуацией обводнения залежи (от 5 до 300 см3/м3) и, наконец, массированное проведение технологических операций с использованием различного рода агрессивных химических реагентов типа соляной кислоты и др., что повышает уровень коррозионной активности рабочей среды промыслового оборудования [5].
Таким образом, наглядно показана актуальность выполнения гидрогеохимических исследований в нефтегазовой отрасли на примере объектов исследования и определяемых показателей: состав добываемой смеси и проб межколонных флюидов (плотность; вязкость; коэффициент сверхсжимаемости; компонентный состав, в т. ч. С1-С4, содержание сероводорода, меркаптанов, диоксида углерода, азота, гелия, жидких углеводородов (С5+В) и др.; давление начала конденсации при пластовой температуре; давление максимальной конденсации при заданной температуре сепарации; изотермы конденсации и их составляю щих):
- газа сепарации (относительная плотность (по воздуху); средняя молекулярная масса; компонентный состав, в т.ч. С1-С4, содержание сероводорода, меркаптанов, диоксида углерода, азота, гелия, жидких углеводородов (С5+В) и др.);
- газового конденсата стабильного или флюидов органического происхождения (плотность; вязкость; компонентный состав, в т.ч. содержание сероводорода, меркаптанов, диоксида углерода, азота, жидких углеводородов (С5+В) и др.; фракционный состав, включая: выход, потери, остаток и температуры начала и конца кипения;
- попутно извлекаемой воды (плотность; ионно-солевой состав; тип воды по В.А. Сулину; содержание водорастворенных газов; минерализация; водородный показатель рН; объемный коэффициент; поверхностное натяжение).
На примере представленного материала о диапазоне вопросов, решаемых посредством применения гидрогеохимических технологий на сложнопостроенных с геологической точки зрения месторождениях, характеризуемых многокомпонентностью, высокой коррозионной агрессией, высокой токсичностью добываемого пластового сырья, становится совершенно очевидно, что специалисты, управляющие процессом эксплуатации аналогичных производств должны обладать комплексом профессиональных качеств. К настоящему времени накоплен богатый опыт, который позволяет профессиональные требования к специалисту объединить в три основных комплекса, взаимосвязанных и дополняющих друг друга: общегражданские качества; качества, определяющие специфику профессии; специальные знания, умение и навыки по специальности.
Для достижения поставленной цели сформулирован следующий комплекс компетенций, необходимых для профессиональной подготовки обучающегося по специальности геолог нефтегазовой отрасли:
- общекультурные (способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу (ОК-1); готовность действовать в нестандартных ситуациях, нести социальную и этическую ответственность за принятые решения (ОК -2); готовность к саморазвитию, самореализации, использованию творческого потенциала (ОК-3);
- общепрофессиональные (способность самостоятельно приобретать, осмысливать, структурировать и использовать в профессиональной деятельности новые знания и умения, развивать свои инновационные способности (ОПК-1); способность самостоятельно формулировать цели исследований, устанавливать последовательность решения
60
профессиональных задач (ОПК -2); способность применять на практике знания фундаментальных и прикладных разделов дисциплин, определяющих направленность (профиль) программы обучения (ОПК -3); способность профессионально выбирать и творчески использовать современное научной и техническое оборудование для решения научных и практических задач (ОПК -4); способность критически анализировать, представлять, защищать, обсуждать и распространять результаты своей профессиональной деятельности (ОПК-5); владением навыками составления и оформления научно -технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей (ОПК -6); готовность руководить коллективом в сфере своей профессиональной деятельности, толерантно воспринимая социальные, этнические, конфессиональные и культурные различия (ОПК-7); готовность к коммуникации в устной и письменной формах на иностранном языке для решения задач профессиональной деятельности (ОПК-8);
- профессиональные: в области научно - исследовательской деятельности способность формировать диагностические решения профессиональных задач путем интеграции фундаментальных разделов геологических наук и специализированных знаний, полученных в ходе обучения (ПК-1); способность самостоятельно проводить научные эксперименты и исследования в профессиональной области, обобщать и анализировать экспериментальную информацию, делать выводы, формулировать заключения и рекомендации (ПК-2); способность создавать и исследовать модели изучаемых объектов на основе использования углубленных теоретических и практических знаний в области геологии (ПК-3); в области научно - производственной деятельности способность самостоятельно проводить производственные и научно-производственные полевые, лабораторные и интерпретационные работы при решении практических задач (ПК -4); способность к профессиональной эксплуатации современного полевого и лабораторного оборудования и приборов в области освоенной программы обучения (ПК-5); способность использовать современные методы обработки и интерпретации комплексной информации для решения производственных задач (ПК -6); в области проектной деятельности способность самостоятельно составлять и представлять проекты научно-исследовательских и научно-производственных работ (ПК -7); готовность к проектированию комплексных научно -исследовательских и научно-производственных работ при решении профессиональных задач (ПК-8); в организационно-управленческой деятельности готовность к использованию практических навыков организации и управления научно-исследовательскими и научно-производственными работами при решении профессиональных задач (ПК-9); готовность к практическому использованию нормативных документов при планировании и организации научно-производственных работ (ПК-10); в области научно - педагогической деятельности способность проводить семинарские, лабораторные и практические занятия (ПК-11); способность участвовать в руководстве научно -учебной работой обучающихся в области геологии (ПК-12).
Инновационные гидрогеохимические технологии включены в курс обучения геологов по дисциплине «Промысловые исследования нефти и газа с повышенными концентрациями сероводорода».
Как показано выше, в XXI веке, в условиях стремительного развития технического прогресса, категория «Образовательное общество» приняла более содержательную форму, нежели, например, категории «постиндустриальное общество», «информационное общество» или «общество знания». Она, эта категория отражает собой глубокий «сдвиг» в основаниях цивилизационного развития, который получил название Синтетической Цивилизационной Революции, частью которой выступает формационная образовательная революция [8]. Но при этом бесспорно одно: основной целью воспитания по -прежнему остается всестороннее развитие такой личности, которая умеет жить в гармонии с другими, которая умеет содружествовать, которая связана с другими сочувствием и мыслью социально (А.В. Луначарский).
Литература
1. Газовые и газоконденсатные месторождения». - Справочник. М.: Недра, 1983.
2. Петренко В.И., Зиновьев В.В., Зленко В.Я. и др. Геолого-геохимические процессы в газоконденсатных месторождениях и ПХГ. - М.: Недра, 2003. - 512 с.
3. Путеева С. В. Формирование профессиональной готовности студентов заочной формы обучения к педагогической деятельности / С.В. Путеева. - Диссер. на соиск. уч. степ. канд. пед. наук. Ставрополь: 2006. - 296 с.
4. Российская Федерация. Законы. Об образовании в Российской Федерации [Текст]: федер. закон: [принят Гос. 21 декабря 2012г.: одобрен Советом Федерации 26 декабря 2012 г.]. - [2-е изд.]. - М.: изд, [2011]. - кол. С. - (Актуальный закон). Интернет №273 ФЗ.
5. Рациональное природопользование ресурсами месторождений нефти и газа [Текст]: Алексей Серебряков, Валентина Мерчева. - Издательский Дом: LAP LAMBERT Academic Publishing, BERT Academic Publishing, 2012. - 492 с. ISBN-13: 978-3-8473-2845-2; ISBN-10: 384732845Х; EAN: 9783847328452.
6. Сластенин В.А., Исаев И.Ф., Шиянов Е.Н. Педагогика: учебник для студ. высш. учеб. заведений. - 9-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 576 с.
7. Соболева Е.В., Мерчева В.С. и др. Химия горючих ископаемых: учебник. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2013. - 300 с.
8. Субетто А.И. Образовательное общество и реализация стратегии развития образования в XXI веке // Астраханский вестник экологического образования. - Астрахань, № 3. 2012. - С. 18-35.
